6-4EPON技术原理2(精)
02EPON原理及相关协议介绍PPT课件PPT学习教案
L km
Passive optical splitter
N subscribers
第3页/共72页
Page 5
PON 及其网络结构
无源：没有室外有源设备 由有源OLT和ONT、以及无源ODN（光分配网络组成） ODN：由光纤、光分路器（Splitter）和其他无源器件组
成
非常低的生命周期费用，无室外有源设备维护费用 能够很容易承载语音（Voice）, 视频（Video）和数据
Any Any Transparent Transfer Transparent Transfer Transparent Transfer Transparent Transfer － Above 20km/32
-
Page 6
PON技术
标准化状
况
PON
TPON
APON/ BPON
GPON
EPON
02EPON原理及相关协议介绍PPT课件
会计学
1
➢ EPON技术背景 介绍
EPON协议内容 简介
EPON关键技术 介绍
第1页/共72页
Page 2
Why EPON？
HD TV、VoD、IPTV、P2P等高带宽应用的 出现使基于铜线技术的DSL接入网成为带宽 瓶颈。
接入网从上而下的光纤化是不可避免的大趋 势。
Page 17
第16页/共72页
标准的基本内容
在以太网架构中实现P2MP拓扑结构的机制 和控制协议
多点MAC控制实现在不同的ONU中分配上 行资源、在网络中发现和注册ONU、允许 DBA调度
RS子层为EPON扩展了字节定义 PMD子层定义了EPON兼容器件的指标 OAM定义了EPON各种告警事件和控制处理
PON系统简介
PON系统应用简介汇报人:陈伟雄湖北邮电规划设计有限公司传输网络规划咨询设计院2011年6月PON 技术原理1宽带接入网总体架构3目录商用EPON 设备及ODN 材料简介6EPON 系统网元5ODN 设计和典型场景4EPON 关键技术2PON 技术的含义PON 技术是一种宽带接入网技术PON Passive Optical Network 无源光网络ODN Optical Distribution Network 光配线网Splitter光分路器无源光网络(PON)指光配线网(ODN)不含有任何电子器件及电子电源，全部由光分路器(Splitter)等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备。
是一种点到多点的光纤接入技术。
无源光网络(PON)指光配线网(ODN)不含有任何电子器件及电子电源，全部由光分路器(Splitter)等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备。
是一种点到多点的光纤接入技术。
本质特征光配线网(ODN)全部由无源光器件组成。
本质特征光配线网(ODN)全部由无源光器件组成。
相同的拓扑——无源P2MPAPONEPONGPON协议不同l ITU-T 标准化标准已经成熟；l ATM 技术；l 目前提供的接入速率相对较低，业务提供能力有限，没有得到市场认可。
l IEEE EFM 工作组标准化，编号802.3ah ；l 以太网封装；l 标准完善；l 产品已在市场上广泛应用。
l FSAN 提出，ITU-T 标准化；l ATM 、GEM 封装；l 标准较完善；l 带宽较EPON 2倍开始推广试用。
点对多点光纤接入技术—PON 技术发展点对多点光纤接入技术—PON 技术发展PON 的技术种类各种PON 技术的主要差异在于采用了不同的二层技术各种PON 技术的主要差异在于采用了不同的二层技术点对点方式：需要2N 个收发模块，光纤总长度为N*(D1+D2)。
点对多点方式：需要N+1个收发模块，光纤数量为(D1+N*D2)。
EPON技术基础(原理)
localTime寄存器中的内容；
Data/Reserved/PAD：这40个八位字节用于MPCPDU的有
效载荷。当不使用这些字节时，在发送时填充为0，并在 接收时忽略；
EPON 技术基础
－FTTH市场技术组
Contents
PON系统介绍 EPON协议介绍 EPON基本接口介绍 EPON关键技术 EPON业务承载能力 EPON解决方案介绍
PON的基本概念
What is PON?
PON技术比较 技术标准化情况 PON上下行复用技术
What is PON?
接收灵敏度（dbm）
-24（1000BASE-PX10-D）
-27（1000BASE-PX20-D）
-24（1000BASE-PX10-U）
-24（1000BASE-PX20-U）
在物理层业务接口上，误码率小于等于10-12； FEC增加光功率预算2.5db； PMD Physical Medium Dependent 物理媒质相关（子层）
EPON系统全保护光纤倒换方式
EPON标准的基本内容
在以太网架构中实现P2MP拓扑结构的机制和控制协议
多点MAC控制实现在不同的ONU中分配上行资源、在网络中发现和注册ONU、允许
DBA调度 RS子层为EPON扩展了字节定义 PMD子层定义了EPON兼容器件的指标
OAM定义了EPON各种告警事件和控制处理
ONU
OLT Splitter
ONT
ONU
下行信号：OLT连续广播发送，ONU选择性接收：
GPON根据VPI/VCI(ATM)或者GEM PORTID（GEM） EPON根据LLID
《EPON技术基础原理》课件
低成本：EPON技 术采用无源光分路 器，降低了网络建 设和维护成本。
灵活性：EPON技 术支持多种业务， 如语音、数据、视 频等，满足不同用 户的需求。
稳定性：EPON技 术采用光纤传输， 具有高可靠性和稳 定性，适合长距离 传输。
挑战分析
带宽限制：EPON技术在带宽上存 在一定的限制，无法满足高带宽应 用的需求。
EPON技术关键技术
PON协议
PON协议是EPON技术的核心，定义了EPON系统的工作方式和数据传输 机制。
PON协议包括数据链路层、网络层和传输层，实现了EPON系统的数据传 输和控制。
PON协议支持多种业务，如语音、视频和数据等，可以满足不同用户的需 求。
PON协议具有高可靠性、高安全性和低成本等特点，使得EPON技术在宽 带接入领域具有广泛的应用前景。
功能：负责将光信号转换为电信号，实现数据传输 特点：具有高带宽、低延迟、高可靠性等优点 应用：广泛应用于光纤到户（FTTH）、光纤到楼（FTTB）等场景 技术：采用时分复用（TDM）、波分复用（WDM）等技术实现数据传输
ODN（光分配网络）
功能：实现光信号的分配和 传输
组成：由光纤、光分路器、 光缆接头等组成
EPON技术基础原理
汇报人：
单击输入目录标题 EPON技术概述 EPON技术组成 EPON技术关键技术 EPON技术优势和挑战 EPON和特点
添加标题 添加标题
EPON（Ethernet Passive Optical Network）是一种基于以太网的无源 光网络技术
特点：具有高带宽、低损耗、 抗干扰能力强等特点
应用：广泛应用于EPON技 术中，实现光信号的分配和
传输
ONU（光网络单元）
【精选】AN5006-04EPON远端机
AN5006-04 EPON 远端机WKE2.134.224R1D.TE.XPSC.XX新盘改进测试方案技术工艺部周筠2008年6月10日技术工艺部评审人石桂平2008年 6月12日一、 测试拓扑图1.1测试连接图图 1 1.2测试所用仪表1.3测试连接线AN5116-02网管串口线：WKE3.695.341 IAD 串口线：WKE3.695.341 ONU 串口线：WKE3.695.3731.4测试环境的软硬件版本AN5116-02单盘软硬件版本形网管上授权、配置等步骤，操作简单，节约时间。
AN5116-02ODNAN5006-04AN5006-04二、测试项目2.1单盘调测步骤2.1.1烧写ONU MAC地址及厂家自定义信息在远端板（WKE2.167.164/166）上写入ONU的MAC址址（544b4000XXXX）、厂家自定义信息（厂家自定义信息是用ONU芯片提供的64个字节中的1－10个字节来表示ONU的型号和类型。
厂家自定义信息见表1）。
步骤如下：1、用ONU串口线（WKE3.695.373）连接PC机的串口和AN5006-04设备的串口，运行“Personality Editor Version 2.5 (R140).zip”文件里的“perseditor_exec.exe”；2、选择菜单File中的New(open profile)选项，打开“Pers4D15_p”文件；3、选择菜单File中的Open(TKF Image)选项，打开“Pers4D15_f”；4、选择菜单Serial Port，点击Connect选项；5、选择菜单tool中的ONU CLI Read选项，点击Load from device,出现对话框,点确定后即可以改写自定义信息和MAC地址；6、点击Extended vendor ID Information选项，在对话框里写进ONU自定义字段,AN5006-04-A、B设备对应的代码见表1：表1②、当上联机盘的版本升级后，表中的厂家自定义信息编码的最后三位（机盘版本信息）也应随之改变为升级后的版本。
EPON原理介绍分-光器介绍
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
分光器在工业自动化中的应用
分光器在工业自动化中用于实现设备的远程控制和监测。
通过分光器将光信号传输到各种工业传感器和执行器，实现设备的自动化控制和数 据采集。
分光器在工业自动化中还可以用于构建工业物联网系统，提高生产效率和设备可靠 性。
05 分光器的市场前景和发展 趋势
分光器市场的现状和前景
分光器市场现状
分光器采用光学原理中的分束技术，将输入的光信号分成多路等功率的 光信号，分别传送到不同的用户端设备，实现多用户共享同一根光缆资 源。
分光器不需要电源供电，因此被称为无源光网络中的无源器件。
分光器的技术指标
分光比
分光器将输入光信号分 成个输出光信号的比 例，通常以1:N表示，N
为分路数。
插入损耗
分光器插入到光路中引 起的光功率损失，越小
智能化
随着物联网、云计算等技术的发展，分光器将与智能化技术结合， 实现远程监控、自动调整等功能，提高网络运维效率。
04 分光器的实际应用案例
分光器在宽带接入中的应用
分光器在宽带接入中起到将光 信号分路的作用，实现多用户 共享同一光路。
在光纤入户场景中，分光器可 以将光信号按需分配给各个用 户，提高网络覆盖率和接入速 度。
特点
EPON具有高带宽、长距离传输、低成本、高可靠性、易扩展和维护等优点，是 实现FTTH（光纤到户）的主要技术之一。
EPON的工作原理
01
03
数据传输
02
树形拓扑结构
04
EPON采用单纤双向传输方式， 上行使用1310nm波长，下行使 用1490nm波长。OLT（光线路 终端）通过合波器将CATV信号 和数据信号合在一起传输到ONU （光网络单元），ONU再将 CATV信号和数据信号分离，分 别输出给电视和电脑。
九江电信EPON技术原理、设备构成及开通介绍
e-Fim®ANM2000 AN5006 Splitter AN5006
城域网
V5.2 GE传输 PSTN AN5006
可以灵活支持不同的上联处理模式，从V5接口升级为软交换的过程中无需添 加硬件，用户端无需调整，真正实现平滑演进。 呼叫控制模块同时支持MGCP、H.248 、SIP、H.323等协议，可以灵活适应 各种环境下的软交换网络。
•
–
服务质量有保障 – OLT发挥对整个系统的主控作用， 彻底改变了以太网设备各自为政的 局面 – EPON系统具有先进的测距、环回 测试、断电告警以及端口状态监视 等维护功能，克服了以太网缺乏 OAM手段的缺陷 – EPON系统可以对每个用户进行带 宽的静态/动态分配，并保证每个用 户的QoS 系统成本低 – EPON在一根光纤上实现双向传输， 节省了光纤资源 – ODN放置在靠近用户的地方，节约 了光纤资源 – 节约了近50％的光收发模块
480 mm×621.5 mm×406.5 mm（宽×高 ×深）的子框，满配重量为40kg； AN5116-02设备采用-48V直流供电，机架 需要内置一个PDP电源分配单元。 2.0米高的机架可安装2个子框，2.2和2.6 米高的机架可安装3个子框（如左图所示）。
AN5116-02原理结构图
16-02设备单子框可插16块EC2卡，实现语音、数据和图像的三重业务 播放（triple play）。 AC16卡是语音业务控制部件，实现话音类业务的接入；可分为V5和VoIP语 音处理卡两种：V5卡支持基于V5协议的PSTN语音传输，而VoIP卡支持软交 换情况下的NGN语音传输。 GUP7卡（3个10 /100 /1000 Base-T端口、4个1000 Base-SX端口）、 GUPE7卡（7个10 /100 /1000 Base-T端口）以及16E1卡上的多种上联口能 实现多种业务的上联，极大地方便用户组网。 TDM卡上的STM-1（155M速率）光接口作为透传E1信号的上行接口，实现 E1业务的接入。
EPON原理及相关协议介绍
ONU
2
作为EPON网络的中央控制单元，负 责转发和管理数据。
Optical Network Unit（光网络光信号的接收和发送。
3
Passive Optical Splitter
被动光分配器将光信号分割给多个 ONU，使得一个OLT可以服务多个终 端用户。
1 传输技术
EPON使用光纤传输数据，而传统网络通常使用电缆传输。
2 网络结构
EPON采用基于以太网的分布式网络结构，传统网络通常采用集中式结构。
3 拓扑结构
EPON网络常用的拓扑结构包括星型和树状，传统网络则有更多不同的拓扑结构。
EPON的优点和缺点
1
优点
EPON具有高带宽、灵活性高、成本较低等优点，适用于大规模宽带接入。
3 支持新技术
EPON将持续支持新技术的发展，如5G、云计算和物联网等，满足未来网络的需求。
EPON商业模式和成本分析
EPON的商业模式可以包括设备供应商、网络运营商、互联网服务提供商等不同参与方，成本分析涉及 设备投入、维护费用等。
EPON的推广策略
推广EPON可以结合行业需求，加大市场推广力度，提供完善的解决方案， 增加宣传和培训等手段。
2
缺点
EPON存在距离限制、光纤依赖性强等缺点，需要综合考虑使用场景和需求。
IEEE 802.3 ah标准
IEEE 802.3ah是用于以太网在PON上的扩展标准，规定了EPON网络的物理 层和MAC层协议。
IEEE 802.1 Q和802 .1 ad标准
IEEE 802.1Q是虚拟局域网（VLAN）标准，而802.1ad是在以太网上实现多级VLAN的标准。
FTTx
EPON是实现光纤到用户 （Fiber-to-the-X）的重要技术 之一，可以为家庭和企业提供 高速接入。
EPON的基本工作原理和关键的实现技术分析
EPON的基本工作原理和关键的实现技术分析摘要：文章就EPON技术的工作原理进行了介绍，并分析了其工作特点以及应用优势等相关问题，对实现EPON的关键技术进行了重点分析，以便更多人对EPON技术有更深的了解。
关键词：EPON；基本原理；关键技术随着我国社会科技的快速发展，我国的信息化水平不断的提高。
宽带入网技术是我国信息化建设的重要战略资源，也是推动我国信息化建设的关键。
EPON技术是光纤联网的重要形式，也是实现网络FTTH的关键技术。
随着我国科技水平的提高，网络信息化水平也会随机得到提升，网络的FTTH成为网络接入发展的必然趋势。
1EPON技术的基本原理EPON技术是一种新型的宽带接入技术，且工作的基本原理是利用由一点到多点的结构以及采用无光源的光纤传输模式。
利用以太网，EPON技术可以实现多种功能。
EPON技术在物理层面上采用PON技术，在链路层上使用以太网协议，利用相应的拓扑结构帮助实现以太网接入。
1.1EPON技术的特点EPON技术的特点主要表现在以下几个方面：①利用这一技术，在局端以及用户终端之间不用设置配电电源、机房等设施，利用光分路器等光源器件，就能实现光纤接入。
②EPON技术在网络传输过程中，除了利用传统的传输格式，还有针对性的选用部分局域网、驻地网中相关的技术，将传统的传输格式与局域网、驻地网相关技术有机的结合起来。
这样不仅能够有效的简化复杂的协议以及传输过程，还能降低客户使用成本。
在具体使用方面，这种技术对光线要求低，可以利用一个OLT与主干光纤就能够完成网络传输功能，有效的降低了光纤的成本。
③在结构方面，EPON技术具有一点对多点的结构特点，为技术的升级提供了便利。
④在物理层方面，EPON技术采用单纤双向传输的方式，与PON光纤结构连接，并在物理编码的子层中，有效的借鉴了以太网原有的标准。
1.2EPON技术的优势EPON技术的应用优势具体体现在以下几个方面：①EPON技术的应用范围较广，EPON技术采用一点对多点的结构进行网络连接，可以用最小的成本，为更多的客户提供服务，实现了网络服务范围扩充的效果；②利用EPON技术可以为客户提供高宽带，随着信息技术等的发展，FTTH成为了信息网络发展的必然趋势，而EPON技术作为一种长距离的光线传输，在FTTH模式下非常的适用，目前，这种光纤技术上，EPON能够为客户提供大约1.25 Gb/s的宽带。
第八章 EPON技术与应用
光通信专家
பைடு நூலகம்
EPON技术（1）
EPON技术原理
☻ EPON：Ethernet Passive Optical Network
☻ EPON基于IEEE802.3-2005标准，是以太网技术与无源光网络 （PON）的结合，是运行于点对多点环境下的千兆以太网
• 定义了专门的PMD子层（光接口），多点MAC控制协 议（MPCP协议），专门的OAM • MAC层与以太网相同 • 对RS、PCS、PMA子层做了少量扩展
运行维护管理（OAM）功能的实现
☻OAM（操作管理维护）属于EPON系统中网络管理部分 ，是负责系统中性能测量、带宽设置、故障告警等操作 的具体实现的处理。 ☻EPON外部使用SNMP协议来管理整个系统，系统内部 的OLT通过OAM协议来管理该OLT所连接的所有ONU 。如下图8-6所示，网管端通过SNMP协议对代理端（ OLT）进行操作，完成SNMP相关管理操作，完成外部 管理。同时网管端也可以通过OLT对ONU进行远程管理 操作。远程管理的关键的一步是在OLT侧要完成标准 MIB和OAM的MIB的转换，如果完成了该转换，网管侧 就可以透明的对ONU进行管理。这种MIB变量的操作是 通过在OLT和ONU之间用标准OAM和扩展OAM帧来完 成的。 光通信专家
运行维护管理（OAM）功能的实现
图8-6 EPON管理系统
光通信专家
运行维护管理（OAM）功能的实现
☻在图8-1中可以看出EPON系统中有单独的OAM 子层，2004年6月，IEEE正式推出了以太网接 入网的第一个标准——IEEE 802.3ah；标准正 式引入了EFM的OAM规范，详细规定了OAM子 层的位置、功能、实现机制、帧构成等内容。 在EPON标准的制定过程中，对OAM层的位置 和OAM信息的传输机制存在争论。2003年以后 ，基本上把OAM子层的位置定义在MAC（媒体 接入控制）子层和LLC（逻辑链路控制）子层之 间，如图8-7,EPON的OAM层向高层（MAC客 户层和链路汇聚层）和底层（MAC层和MAC控 光通信专家 制层）分别要求IEEE 802. 3 MAC服务接口。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
DA
SA
... ...
IPG
Preamble
DA
SA
FCS
IPG Ethernet
1N的上下行通信
下行通信
在ONU注册成动后分配一个唯一的LLID； 在每一个分组开始之前添加一个LLID，替代以太网前导符的最后两个字节； OLT接收数据时比较LLID注册列表，ONU接收数据时，仅接收符合自己的LLID的 帧或者广播帧。
4 EPON的关键技术
• 多点MAC控制层 • 测距和突发控制 • DBA技术
4.1多点MAC控制层
协调数据的有效发送和接收；
OAM层 多点MAC控制层
ONU自动注册；
DBA； 测距和定时。
数据链路层
MAC
发送数据流 层间控制原语 接收数据流 层间控制原语
物理层
物理层
多点MAC控制层的位置
2. 4 EPON的帧结构
• 基于802.3帧格式 • 新增 LLID ：用于在OLT上标识ONU
LLID定义
定义广播与单播实现 a.广播： MODE=1 或者 LLID=0x7FFF b.单播： MODE=0 且 LLID!=0x7FFF
EPON与Ethernet帧比较
ONU
ONU OLT IPG SLD LLID CRC ONU FCS IPG EPON
通信技术专业教学资源库 南京工业职业技术学院
《广电网络工程综合实训》 课程
EPON技术原理
主讲： 张庆海
目 录
01 02
EPON系统组成 EPON基本原理 EPON的上下行通信原理 EPON的关键技术 EPON工作过程与
03 04
05
1. EPON系统组成
Passive Optical Splitter Optical Line Terminal ONU
ONU
PSTN
Internet
OLT
Passive Optical Splitter ONU
CATV
Optical Network Unit
缩略语
EPON（Ethernet over PON）基于以太网的PON OLT（Optical Line Terminal）光线路终端 ONU（Optical Network Unit）光网络单元 POS（Passive Optical Splitter）无源光分路器 ODN（Optical Distribution Network）光分配网络
• 其中：DBA、测距和定时在“关键技术 ”中描述。
Page 17
多点MAC控制层
OLT和多个ONU通过MPCP协议对话，实现：
控制MAC帧的发送和接收； Gate Processing； Discovery Processing；
Report Processing。
从而完成“多点MAC控制层”的功能。 多点MAC控制层
中的内容；
Data/Reserved/PAD：这40个八位字节用于MPCPDU的有效载荷。
数据链路层 层间控制原语 发送数据流 物理层
MPCP协议
多点MAC控制层 MAC
层间控制原语 数据链路层
MAC
接收数据流 层间控制原语
发送数据流
接收数据流
层间控制原语
物理层 OLT
物理层
物理层
ONU_i
多点MAC控制层
MPCP消息格式
MODE: 标记是P2P模式还是Broadcast模式； LLID：逻辑链路标记，max num＝32767； 目的地址(DA)：MPCPDU中的DA为MAC控制组播地址，或者是
• PCS：支持在点对多点物理介质中的突发模式 ＋ 支持FEC算法； • FEC：使用二进制运算（例如Galois算法），附加一定的纠错码用于在接收端进 行数据校验和纠错； • PMA：支持P2MP功能，实现PMD的扩展； • PMD：PMD（使用1000BASE-PX 接口）实现PMD服务接口和MDI接口之间 的数据收发功能。
EPON的基本指标
点到多点的光纤传输； 在单模光纤上，以1000Mbps速率，分路比为1:32，传输距离达到 10km； 在单模光纤上，以1000Mbps速率，分路比为1:16，传输距离达到 20km； 符合ITU-T G.652要求的单模光纤； 上行应使用1260nm～1360nm波长； 下行应使用1480nm～1500nm波长； 使用1540nm～1560nm波长实现CATV业务（可选）；
2. EPON技术标准
• EPON的标准是IEEE802.3ah，标准中定义了EPON的物理层、 MPCP(多点控制协议)、OAM(运行管理维护)等相关内容。
• IEEE制定EPON标准的基本原则是尽量在802.3体系结构内进行EPON 的标准化工作，最小程度地扩充标准以太网的MAC协议。 • 中国电信CTC 1.3标准：MPCP补充，Triple－churning加密算，Eth OAM扩展产品的部分特性规格要求
2. 2 EPON协议栈
2. 3 EPON协议栈
• OAM层：使用OAM协议数据单元，管理、测试和诊断已激活OAM功能的链路；
• 多点MAC控制：使用MPCP（多点控制协议），实现点对多点的MAC控制； • MAC：实现对Media的控制；
• RS：调和多种数据链路层能够使用统一的物理层接口；
MPCPDU的目的端口关联的单独MAC地址；
源地址(SA)：MPCPDU中的SA是和发送MPCPDU的端口相关联的单独
的MAC地址；
Length/Type：MPCPDU都进行类型编码，并且承载
MAC_Control_Type域值；
Opcode：操作码指示所封装的特定MPCPDU； Timestamp：在MPCPDU发送时刻，时间戳域传递localTime寄存器
上行通信
OLT接收数据前比较LLID注册列表；
每个ONU在由局方设备统一分配的时隙中发送数据帧； 分配的时隙补偿了各个ONU距离的差距，避免了各个ONU之间的碰撞。
系统工作过程
OLT的操作 •产生时间戳消息，用于系统 参考 时间 •通过MPCP帧指配带宽 •进行测距操作 •控制ONU注册
ONU的操作 •ONU通过下行控制帧的时间戳同步于OLT； •ONU等待发现帧（gate） •ONU进行发现处理，包括：测距，指定 物理ID和带宽。 •ONU等待授权，ONU只能在授权时间发送 数据